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Title in Portuguese: Potencial antimicrobiano e antiparasitário do veneno da Dinoponera quadriceps
Title: Antimicrobial and antiparasitic potential of Dinoponera quadriceps VENOM
Author: Lima, Danya Bandeira
Advisor(s): Martins, Alice Maria Costa
Keywords: Venenos de Formiga
Antiparasitários
Anti-Infecciosos
Issue Date: 2014
Citation: LIMA, D. B. Potencial antimicrobiano e antiparasitário do veneno da Dinoponera quadriceps. 2014. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: As toxinas animais podem ser fonte de modelos moleculares para o desenho de novos fármacos. Este trabalho objetivou estudar o potencial antimicrobiano e tripanocida do veneno da formiga Dinoponera quadriceps (VDq) visando à descoberta de substância de valor terapêutico. Foi realizado o ensaio de microdiluição em caldo, onde foi determinado a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Letal Mínima (CLM) das cepas Staphylococcus aureus ATCC 6538P, Escherichia coli ATCC 10536, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Salmonella cholearaesuis subsp. choleraesuis sorotipo choleraesuis ATCC 10708 e Candida albicans ATCC 10231 e duas cepas Staphylococcus aureus Meticilina Resistente (MRSA), S. aureus ATCC 33591 e S. aureus CCBH 5330. CIM e CLM de VDq foram respectivamente 6,25 µg/mL e 12,5 µg/mL para S. aureus ATCC 6538P, 3,12 µg/mL e 3,12 µg/mL para E. coli, 12,5 µg/mL e 12,5 µg/mL para P. aeruginosa, 12,5 µg/mL e 25 µg/mL para S. choleraesuis, 25 µg/mL e 50 µg/mL para C. albicans, 12,5 µg/mL e 50 µg/mL para S. aureus CCBH 5330 e 100 µg/mL e 100 µg/mL para S. aureus ATCC 33591. Em seguida foram realizados experimentos de mecanismo de ação para a cepa de S. aureus ATCC 6538P Sensível à Meticilina (MSSA), onde se verificou alteração na permeabilidade da membrana bacteriana de S. aureus tratado com concentrações bacteriostáticas e bactericidas de VDq através do ensaio do cristal violeta e do ensaio de liberação de material genético. Uma menor CIM foi encontrada quando pHs alcalinos foram utilizados no teste (7,5-9,0). Uma completa inibição de crescimento foi observada após 4 h de incubação com CLM de VDq. A morfologia bacteriana foi avaliada por microscopia de força atômica após exposição da bactéria à CIM e CIM/2 de VDq durante 4 h, mostrando o dano de membrana. Nos ensaios antiparasitários, foram observados os efeitos citotóxicos do veneno sobre formas epimastigotas e tripomastigotas da cepa Y de Trypanosoma cruzi. Nas formas epimastigotas, a citotoxicidade foi avaliada em 24 e 48 h, com IC50 de 28,32 µg/mL e IC50= 20,67 µg/mL, respectivamente. O mecanismo de morte celular foi avaliado por citometria de fluxo e revelou envolvimento necrótico e apoptótico no efeito do VDq sobre formas epimastigotas, além do aparecimento de células marcadas duplamente com PI e anexina V-FITC, indicando a ocorrência de apoptose tardia. A citotoxicidade foi avaliada sobre formas tripomastigotas encontrando uma IC50 de 1,978 µg/mL e sobre células RAW 264.7 uma IC50 de 32,44 µg/mL. O veneno apresentou atividade antimicrobiana sobre S. aureus MSSA e MRSA, P. aeruginosa, S. choleraesuis, E. coli e C. albicans, sugerindo lise de membrana em S. aureus ATCC 6538P. Adicionalmente, apresentou potencial citotóxico sobre as formas epimastigota e tripomastigorta de cepa Y de T. cruzi.
Abstract: Animal toxins can be a source of molecular models for the design of new drugs. This study investigated the antimicrobial and trypanocidal potential from Dinoponera quadriceps ant venom (DqV) aiming to discover therapeutic value substances. We conducted the microdilution test, where it was determined the minimum inhibitory concentration (MIC) and Minimum Lethal Concentration (MLC) over Staphylococcus aureus ATCC 6538P , Escherichia coli ATCC 10536 , Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 , Salmonella subsp cholearaesuis choleraesuis serotype choleraesuis ATCC 10708 and Candida albicans ATCC 10231 strains and two microbial strains of Methicillin Resistant Staphylococcus aureus (MRSA), S. aureus ATCC 33591 and S. aureus CCBH 5330. MIC and MLC of DqV were respectively 6.25 µg/mL and 12.5 µg/mL for S. aureus ATCC 6538P, 3.12 µg/mL and 3.12 µg/mL for E. coli, 12.5 µg/mL and 12.5 µg/mL for P. aeruginosa, 12.5 µg/mL and 25 µg/mL for S. choleraesuis, 25 µg/mL and 50 µg/mL for C. albicans, 12.5 µg/mL and 50 µg/mL for S. aureus CCBH 5330 and 100 µg/mL and 100 µg/mL for S. aureus ATCC 33591. Mechanism of action experiments were performed for the strain of S. aureus ATCC 6538P methicillin-susceptible (MSSA), that changes in the permeability of the bacterial membrane of S. aureus treated with bacteriostatic and bactericidal concentrations of DqV was observed by the crystal violet assay and release of genetic material assay. A lowest MIC was observed when alkaline pH broth was used (7,5-9,0). Complete bacterial growth inhibition was observed after 4 h of incubation with the MLC of DqV. Bacterial morphology was analyzed by atomic force microscopy after exposure of bacteria to the CIM and CIM /2 of DqV for 4 hours, showing membrane damage. In antiparasitic assays, we determined the cytotoxic effects of the venom on epimastigote and trypomastigote forms of the Y strain of Trypanosoma cruzi. In epimastigotes, cytotoxicity was evaluated at 24 and 48 h, finding IC50 of 28.32 µg/mL and 20.67 µg/mL, respectively. The mechanism of cell death was assessed by flow cytometry and revealed the presence of necrotic and apoptotic involvement in the cytotoxic effect of DqV over epimastigote form, in addition, the appearance of double labeled cells with PI and Annexin V-FITC, indicating the occurrence of late apoptosis. Cytotoxicity was evaluated over trypomastigote finding an IC50 of 1.978 µg/mL and over RAW 264.7 cells finding an IC50 of 32.44 µg/mL. The venom showed antibacterial activity against S. aureus MSSA and MRSA, P. aeruginosa, S. choleraesuis, E. coli and C. albicans, suggesting membrane damage in S. aureus ATCC 6538P. Additionally, showed cytotoxic potential on epimastigote and tripomastigote forms of Y strain of T. cruzi.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/8165
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